KR20150065740A

KR20150065740A - 낮은 가시광 투과율을 갖는 저-e 코팅 제품

Info

Publication number: KR20150065740A
Application number: KR1020157010140A
Authority: KR
Inventors: 프랭크 위욤; 무하마드 임란; 아폰소 크렐링; 브렌트 보이스
Original assignee: 가디언 인더스트리즈 코퍼레이션.
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2015-06-15
Anticipated expiration: 2033-09-20
Also published as: US9422626B2; JP2015532256A; CN104837785B; IN2015DN02720A; US20160340235A1; BR112015007463A2; CN104837785A; WO2014055267A2; EP2903946B1; PL2903946T3; US8940399B2; BR102012033448A2; ES2705850T3; TW201418755A; JP6328122B2; RU2638208C2; US20140098415A1; MX2015003868A; BR102012033448B1; KR102135078B1

Abstract

본 발명은 낮은 복사율(저-E) 코팅을 포함하는 코팅 제품에 관한 것이다. 특정한 예의 실시형태에서, 저-E 코팅은, 기판(예를 들면, 유리 기판) 상에 제공되고 접촉층(예를 들면, NiCr 기반 층)에 의해 이격되는, 적어도 제1 및 제2 적외선(IR) 반사층(예를 들면, 은-기반 층) 및 실리콘 질화물과 같은 재료이거나 이를 포함하는 유전체층을 포함한다. 특정한 예시의 실시형태에서, 코팅 제품은 낮은 가시투과율(예를 들면, 50% 이하, 더 바람직하게 약 40% 이하, 가장 바람직하게 약 39% 이하)을 갖는다.

Description

낮은 가시광 투과율을 갖는 저-E 코팅 제품{COATED ARTICLE WITH LOW-E COATING HAVING LOW VISIBLE TRANSMISSION}

본 발명은 낮은 복사율(저-E) 코팅을 포함하는 코팅 제품에 관한 것이다. 특정한 예의 실시형태에서, 저-E 코팅은, 기판(예를 들면, 유리 기판) 상에 제공되고 접촉층(예를 들면, NiCr 기반 층)에 의해 이격되는, 적어도 제1 및 제2 적외선(IR) 반사층(예를 들면, 은-기반 층) 및 실리콘 질화물과 같은 재료이거나 이를 포함하는 유전체층을 포함한다. 특정한 예시의 실시형태에서, 코팅 제품은 낮은 가시투과율(예를 들면, 50% 이하, 더 바람직하게 약 42% 이하, 가장 바람직하게 약 39% 이하)을 갖는다. 특정한 예시의 실시형태에서, 코팅 제품은 열처리(예를 들면, 열 강화(thermal tempering), 열 굽힘(heat bending))될 수 있고, 열처리로 인한 ΔE^*값(유리측 반사율)은 4.6 이하, 더 바람직하게 3.6 이하인 점에서 열처리 시 실질적으로 열에 안정하도록 설계된다. 본 발명의 특정한 예의 실시형태에 따르는 코팅 제품은 단열 유리 (IG) 윈도우 유닛, 차량 윈도우, 그 외의 형태의 윈도우, 또는 임의의 그 외의 적합한 용도에 관련해서 사용될 수 있다.

해당 분야에서, 코팅 제품이 단열 유리(IG) 윈도우 유닛, 차량 윈도우, 등과 같은 윈도우 용도에서 사용되는 것은 공지되어 있다. 특정 예에서 강화, 굽힘, 등의 목적을 위해서는 이러한 코팅 제품의 열처리(예를 들면, 열 강화, 열 굽힘, 및/또는 배강화)가 바람직하다는 것으로 공지되어 있다. 일반적으로 코팅 제품의 열처리는 적어도 580℃, 더 바람직하게 적어도 약 600℃, 더욱 더 바람직하게 적어도 620℃의 온도를 사용하는 것이 필요하다. 이러한 높은 온도(예를 들면, 약 5 내지 10분 이상)에서는 종종 코팅이 파괴되고 및/또는 열화되거나, 예기치 않게 변경된다. 따라서, 필요에 따라 코팅을 상당히 손상시키지 않는 예측 가능한 방법으로 이러한 열처리(예를 들면, 열 강화)에 견딜 수 있는 코팅이 바람직하다.

특정한 예에서, 코팅 제품의 설계자들은, 바람직한 가시투과율, 바람직한 색상, 낮은 복사율 (또는 복사도), 및 낮은 시트 저항(R_s)의 조합을 시도하고 있다. 이러한 코팅 제품은, 낮은 복사율(low-E) 및 낮은 시트 저항 특성에 의해서, 상당량의 IR 방사를 막고, 예를 들면, 차량 또는 건물 내부의 바람직하지 않은 난방을 줄일 수 있다.

US 특허 제7,521,096호에는, 은 기반 IR 반사층 아래에서는 아연 산화물(ZnO) 접촉층을 사용하고 하부 은(Ag) 기반 적외선 반사층 위에서는 NiCrOx 접촉층에 이어서 중심 주석 산화물(SnO₂) 유전체층을 사용하는 저-E 코팅이 개시되어 있다. 은 IR 반사층 아래의 ZnO 접촉층은 은을 성장시키기 위한 우수한 구조적 특성을 제공하고, ZnO는 특정한 예에서 코팅의 화학적, 환경적 및 기계적 내구성을 열화시키는 것이 발견되었다. 또한, 두꺼운 SnO₂ 유전체층은, SnO₂,ZnO 과 Ag 사이의 러프한 계면을 형성해서 내구성을 열화시키고 전달되는 색상에 영향을 미칠 수 있는 열처리 시 응력 및 미세결정체를 나타내는 것이 발견되었다.

미국 특허 제5,557,462호에는, SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiN/NiCr/Ag/NiCr/SiN의 층스택을 갖는 저-E 코팅이 개시되어 있다. 그러나, 제5,557,462호에서의 코팅 제품은 높은 가시투과율(적어도 63%)에 대해서 설계된다. 종종 더 낮은 가시 투과율에서 바람직하다. 또한, 미국 특허 제8,173,263호에 대부분 설명된 바와 같이, 제5,557,462호의 코팅 제품은 열처리시 시트 저항(R_s)이 약 3 내지 5로부터 10을 초과해서까지 상승하기 때문에 열처리될 수 없고, 헤이즈가 생기는 경향이 있고, 유리측 반사율(ΔE^*)이 5.0을 초과하기 때문에 바람직하지 않다.

따라서, 유리측 반사율(ΔE^*)이 약 4.6 이하, 더 바람직하게 약 3.6 이하를 구현하기 위해 (i) 낮은 가시투과율, (ii) 우수한 내구성, 및 (iii) 열 처리시 열안정성 중 하나 이상으로 특정되는 코팅 제품을 제공하는 것이 요구된다.

ΔE^*는, 해당 기술에서 잘 이해되고, Hunter et. al., The Measurement of Appearance, 2^nd Ed. Cptr. 9, page 162 et seq. [John Wiley & Sons, 1987] 에 보고된 것과, ASTM- 2244-93에 ΔE^*를 결정하기 위한 다양한 기술과 함께 보고된다. 해당 기술에서 사용된 바와 같이, ΔE^*(및 ΔE)를, 열처리 후 또는 열처리에 의해 제품의 반사율 및/또는 투과율을 적절하게 변화(감소)시키는 (따라서 색상이 발현) 방법이다. ΔE는 "ab"기술 또는 Hunter 기술 (하첨자 "H"로 지정됨)에 의해 산출될 수 있다. ΔE는 Hunter Lab L, a, b 스케일(또는 L_h, a_h, b_h)에 상응한다. 마찬가지로, ΔE^*는 CIE LAB Scale L*, a*, b*에 상응한다. 이러한 방법 모두 유용한 것으로 고려되고 본 발명의 목적과 일치한다. 예를 들면, Hunter et. al. 에 보고된 바와 같이, L*, a*, b* 스케일로서 공지된 직사각형 좌표/스케일 기술(CIE LAB 1976)이 사용될 수 있고, L*는 (CIE 1976) 명도 유닛이고; a*는 (CIE 1976) 적녹색 유닛이고, b*는 (CIE 1976) 황청색 유닛이고; *_oa*_ob*_o및 L*₁a*₁b*₁사이의 거리 ΔE^*는 [(ΔL*)²+(Δa*)²+(Δb*)²]^1/2이고, ΔL*=L*₁-L*₀; Δa*=a*₁-a*₀; Δb*=b*₁-b*₀; 하첨자 "o"는 열처리 전 (코팅 제품) 코팅을 나타내고, 하첨자 "l"은 열처리 후 (코팅 제품) 코팅을 나타내고; 사용된 수치(예를 들면, a*, b*, L*)는 상기(CIE LAB 1976) L*, a*, b* 좌표 기술에 의해 산출된다. 예를 들면, 유리측 반사율 ΔE^*이 측정되면, 유리 측 반사율 a*, b* 및 L* 이 사용된다. 마찬가지로, ΔE는 상기 ΔE^* 식(즉, [ΔE^* = (ΔL*)²+(Δa*)²+(Δb*)²]^1/2)에서, a*, b*, L* 를 Hunter Lab 값 (a_h, b_h, L_h)으로 교체함으로써 산출될 수 있다. 본 발명의 범위 내에서, ΔE^*의 정량화는, 상기 기재된 것과 동일한 개념의 ΔE^*을 사용하는 임의의 다른 기술에 의해 산출된 것으로 전환되는 경우 동일한 수치이다.

본 발명은 낮은 복사율(저-E) 코팅을 포함하는 코팅 제품에 관한 것이다. 특정한 예의 실시형태에서, 저-E 코팅은, 기판(예를 들면, 유리 기판) 상에 제공되고 접촉층(예를 들면, NiCr 기반 층)에 의해 이격되는, 적어도 제1 및 제2 적외선(IR) 반사층(예를 들면, 은-기반 층) 및 실리콘 질화물과 같은 재료이거나 이를 포함하는 유전체층을 포함한다. 특정한 예시의 실시형태에서, 코팅 제품은 낮은 가시투과율(예를 들면, 50% 이하, 더 바람직하게 약 42% 이하, 가장 바람직하게 약 39% 이하)을 갖는다. 특정한 예시의 실시형태에서, 코팅 제품은 열처리(예를 들면, 열 강화(thermal tempering), 열 굽힘(heat bending))될 수 있고, 열처리로 인한 ΔE^*값(유리측 반사율)은 4.6 이하, 더 바람직하게 3.6 이하인 점에서 열처리 시 실질적으로 열에 안정하도록 설계된다. 이러한 낮은 ΔE^*값은,코팅 제품이 열처리(예를 들면, 열 강화) 전후에 육안으로 관찰된 것과 대략 동일한 투과율 및 색상을 갖는 것을 나타낸다. 본 발명의 특정한 예의 실시형태에 따르는 코팅 제품은 단열 유리 (IG) 윈도우 유닛, 차량 윈도우, 그 외의 형태의 윈도우, 또는 임의의 그 외의 적합한 용도에 관련해서 사용될 수 있다.

유리측 반사율(ΔE^*)이 약 4.6 이하, 더 바람직하게 약 3.6 이하를 구현하기 위해, (i) 낮은 가시투과율, (ii) 우수한 내구성, 및 (iii) 열 처리시 열안정성 중 1개, 2개, 3개 모두로 특정되는 코팅 제품을 제공하는 것이 요구된다.

본 발명의 특정한 예시의 실시형태에서, 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅 제품이 제공되는, 이러한 코팅 제품은, 은을 포함하는 제1 및 제2 적외선(IR) 반사층 - 상기 제1 IR 반사층은 제2 IR 반사층보다 유리 기판에 더 가깝게 위치함 -; 은을 포함하는 제1 IR 반사층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 NiCr를 포함하는 접촉층; NiCr을 포함하는 제1접촉층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 실리콘 질화물을 포함하는 유전체층; 실리콘 질화물 포함하는 층 상에 바로 접촉하도록 위하는 NiCr을 포함하는 제2접촉층; NiCr을 포함하는 제2접촉층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 은을 포함하는 제2 IR 반사층을 포함하고, 상기 은을 포함하는 제2 IR 반사층은 은을 포함하는 제1 IR 반사층보다 적어도 10Å 더 얇고, 코팅 제품은 가시투과율이 50% 이하이다.

도 1은 본 발명의 예의 실시형태에 따르는 코팅 제품의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 예의 실시형태에 따르는 IG 윈도우 내에 제공된 도 1의 코팅 제품의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 예시의 실시형태에 따른 적층 윈도우 유닛 내에 제공된 도 1의 코팅 제품의 단면도이다.

본원의 코팅 제품은 다수의 용도, 예를 들면, IG 윈도우 유닛, 적층 윈도우 유닛(예를 들면 차량 또는 건물 적용에 사용), 차량 윈도우, 모노리식 건축물의 윈도우, 주택의 윈도우, 및/또는 하나 또는 다수의 유리 기판을 포함하는 임의의 그 외의 적합한 용도에서 사용될 수 있다.

본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 코팅은 이중-은 스택을 포함하지만, 본 발명은 모든 이러한 모든 예에 의해서 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 1을 참조하면, 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅 제품이 제공되고, 이러한 코팅은, 은을 포함하는 제1 및 제2 적외선(IR) 반사층(9,19) - 상기 제1 IR 반사층(9)은 제2 IR 반사층(19)보다 유리 기판(1) 더 가깝게 위치함; 은을 포함하는 제1 IR 반사층(9) 상에 바로 접촉하도록 위치하는 NiCr을 포함하는 제1접촉층(11); NiCr을 포함하는 제1접촉층(11) 상에 바로 접촉하도록 위치하는 실리콘 질화물을 포함하는 유전체층(14); 실리콘 질화물을 포함하는 층(14) 상에 바로 접촉하도록 위치하는 NiCr을 포함하는 제2접촉층(17); NiCr을 포함하는 제2접촉층(17) 상에 바로 접촉하도록 위치하는 은을 포함하는 제2 IR 반사층(19)를 포함하고, 은을 포함하는 제2 IR 반사층(19)은 은을 포함하는 제1 IR 반사층(9)보다 적어도 10 Å 얇고, 코팅 제품은 가시투과율이 50% 이하이다.

광학 특성 및 열적 특성과 함께 내구성을 증가시키고, 열처리 전후 상당한 구조적 변화를 막기 위해서, 본 발명의 특정한 예의 실시형태에 따른 코팅 제품은 실리콘 질화물이거나 이를 포함하는 중심 유전체층(14)을 갖고, 하부 접촉층(7,17)은 (ZnO가 아닌)NiCr을 기반으로 한다. 층(7,11,17 및/또는 21)에 금속성인 NiCr 또는 실질적으로 금속성인 NiCr(경우에 따라 부분적으로 질화됨)을 사용해서 (은 아래에 ZnO 하부 접촉층 및/또는 은 위에 매우 산화된 NiCr 상부 접촉층을 사용하는 것에 비해)화학적, 기계적 및 환경적 내구성을 향상시키는 것이 발견되었다. 비정질 상태의 실리콘 질화물을 포함하는 층(14)을 스퍼터링 증착하면, 코팅된 및 열처리 상태에서 비정질 상태이어서 코팅의 전체 안정성을 돕는다. 예를 들면, 1 시간 동안 65℃에서 5% HCl 은 미국 특허 7,521,096의 코팅을 제거하는 반면, 도 1 및 본원에 기재된 예에 도시된 코팅은 HCl 시험을 견딜 것이다. 고온 고습 환경에 2일 노출한 특허 7,521,096의 코팅보다, 10일 노출한 본원의 예 및 도 1의 코팅의 손상이 더 적다. "brick wash"에 사용된 것과 같은 높은 부식성 화학 물질에 대해서, 부식 내성은, 특정한 예시의 IG 및 적층 실시형태에서 에지를 제거할 필요가 없도록 한다. 마찬가지로, 기계적 마찰 시험, 열적 순환 및 염 포그 시험에 대해, 본원에서 기재된 예의 코팅은 특허 7,521,096에서보다 우수한 것이 발견되었다. 또한, 상부 Ag 기반 IR 반사층(19)이 하부 Ag 기반 IR 반사층(9)보다 실질적으로 얇으면, 부식 내성을 개선하고 태양 성능이 약간 향상되는 것이 발견되었다. 코팅은 본원에서 검토된 비교적 낮은 ΔE^*값 때문에 코팅되거나 열처리되고 사용될 수 있다. 예를 들면, 코팅(30)은 IG 윈도우 유닛의 표면 #2에 위치하는 경우, 열처리(예를 들면, 열 강화) 전후 육안으로 관찰된 바와 같이 대략 동일한 투과 및 색 특성을 가지고, 광 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않고 코팅되거나 열처리되어 사용될 수 있다.

도 1과 같은 본 발명의 특정한 예시의 실시형태에서, 다수의 IR 반사층(예를 들면, 이격된 2개의 은-기반 층)을 갖는, 열처리된 코팅 제품 및/또는 비-열처리된 코팅 제품은 시트 저항(R_s)이 5.0 이하(바람직하게 4.0 이하, 더 바람직하게 3.0)인 것을 실현할 수 있다. 본원에 기재된 "열처리" 및 "열처리하는 것"은 유리-포함 제품의 열 강화, 열 굽힘 및/또는 배강화를 얻기 위해 충분한 온도까지 제품을 가열하는 것을 의미한다. 이 정의는, 강화, 굽힘 및/또는 배강화를 얻기 위해, 예를 들면, 적어도 약 580℃, 바람직하게 적어도 약 600℃의 온도에서 오븐 또는 퍼니스에서 충분한 기간 동안 코팅 제품을 가열하는 것을 포함한다. 특정한 예에서, 열처리는 적어도 약 4 내지 5 분 동안 실시될 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 코팅 제품은 열처리되거나 열처리되지 않을 수 있다.

도 1은 본 발명의 예의 비제한 실시형태에 따르는 코팅 제품의 측 단면도이다. 코팅 제품은 기판(1)(예를 들면, 두께가 약 1.0 내지 10.0 mm, 더 바람직하게 약 1.0 내지 3.5 mm인, 투명, 녹색, 청동색, 또는 청녹색 유리 기판) 및 기판(1) 상에 직접 또는 간접적으로 제공되는 저-E 코팅(또는 층 시스템)(30)을 포함한다. 코팅(또는 층 시스템)(30)은, 예를 들면, Si₃N₄, 또는 헤이즈 감소용 Si-풍부 형태의 실리콘 질화물, 또는 본 발명의 다른 실시형태에서 임의의 다른 적합한 화학양론 실리콘 질화물일 수 있는 하부 유전체 실리콘 질화물층(3), 하부 접촉층(7)(이는 하부 IR 반사층(9)과 접촉함), 제1 전도성(바람직하게 금속성 또는 실질적으로 금속성) 적외선(IR) 반사층(9), 상부 접촉층(11)(IR 반사층(9)에 접촉), 유전체 실리콘 질화물-기반 및/또는 실리콘 질화물-포함 층(14), 하부 접촉층(17)(이는 IR 반사층(19)에 접촉함), 제2 전도성(바람직하게 금속성 또는 실질적으로 금속성) IR 반사층(19), 상부 접촉층(21)(IR 반사층(19)에 접촉함), 헤이즈 감소용 Si-풍부 형태의 Si₃N₄, 또는 본 발명의 다른 실시형태에서 임의의 다른 적합한 화학양론 실리콘 질화물일 수 있는 유전체 실리콘 질화물층(24), 및 지르코늄 산화물(예를 들면, ZrO₂)와 같은 재료이거나 이를 포함하는 오버코트 층(27)을 포함한다. "접촉"층(7,11, 17, 21)은 각각 IR 반사층(예를 들면, Ag-기반 층)에 접촉한다. 상기 층(3 내지 27)은, 유리 또는 플라스틱 기판(1) 상에 제공되는 저-E(즉, 낮은 복사율) 코팅(30)을 구성한다. 층(3 내지 27)은 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서 기판(1) 상에 스퍼터 증착될 수 있고, 각각의 층은 필요에 따라 하나 이상의 대상을 사용해서 진공에서 스퍼터 증착된다(스퍼터링 대상은 세라믹 또는 금속일 수 있다). 금속성 층은 아르곤 기체를 포함하는 분위기에서 스퍼터링될 수 있는 반면, 질화물 층은 질소 및 아르곤 기체의 혼합물을 함유하는 분위기에서 스퍼터링될 수 있다.

모노리식 예에서, 코팅 제품은 도 1에서 도시된 바와 같이 하나의 유리 기판(1)만을 포함한다. 그러나, 본원에 기재된 모노리식 코팅 제품은 적층된 차량 차폐판, IG 윈도우 유닛 등과 같은 장치에서 사용될 수 있다. IG 윈도우 유닛에 대해서, IG 윈도우 유닛은 2개의 이격된 유리 기판을 포함할 수 있다. 예시의 IG 윈도우 유닛은 미국특허 문헌 제2004/0005467호에서 도시되어 기재되고, 그 전체 내용은 참조로 포함되어 있다. 도 2에는 예시의 IG 윈도우 유닛을 도시하고, 이는, 도 1에 도시된 코팅된 유리 기판(1)이 추가의 유리 기판(2)과 사이에 한정된 갭(50)을 갖도록, 스페이서, 씰란트(40) 등을 통해서 추가의 유리 기판(2)에 커플링된 것을 포함한다. IG 유닛 실시형태에서 기판 사이의 갭(50)은, 특정한 예에서 아르곤(Ar)과 같은 기체로 충진될 수 있다. 예시의 IG 윈도우 유닛은 한 쌍의, 이격된 투명한 유리 기판을 포함하고, 각각의 두께는 약 3 내지 4 mm이고, 2개의 기판 중 하나는 특정한 예에서 코팅(30)으로 코팅되고, 기판 사이의 갭(50)은 약 5 mm 내지 30 mm, 바람직하게 약 10 내지 20 mm, 더 바람직하게 약 16 mm일 수 있다. 특정한 예에서, 저-E 코팅(30)은 갭을 대향하는 2개의 기판의 내측 표면에 제공된다(코팅은 갭(50)을 대향하는 도 2에 도시된 기판(1)의 내측 주요면 상에 배치되지만, 대신에 갭(50)을 대향하는 기판(2)의 내측 주요면 상에 배치될 수도 있다). 기판(1) 또는 기판(2)은 건물 외측에 IG 윈도우 유닛의 최외측 기판일 수 있고(예를 들면, 도 2에 도시된 기판(1)은 건물 외측에 가장 가까운 기판이다), 코팅(30)은 IG 윈도우 유닛의 표면 #2 상에 제공된다.

도 3은, 적층 필름(예를 들면, PVB)(60)을 통해 추가의 유리 기판(2)에 커플링된 도 1에 도시된 코팅 유리 기판(1)을 포함하는 적층 윈도우 유닛을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 저-E 코팅(30)은 이러한 제품 내에서 적층 필름(60)과 접촉할 수 있다.

본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 1개, 2개, 3개, 또는 4개의 접촉층(7,11,17,21)은 실질적으로 또는 전체 산화되지 않는다. 특정한 예의 실시형태에서, 1개, 2개, 3개, 또는 4개의 이러한 NiCr을 포함하는 층(7,11,17,21)은 0 내지 10% 산소, 바람직하게 0 내지 5% 산소, 가장 바람직하게 0 내지 2%(원자%) 산소를 포함할 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, 1개, 2개, 3개, 또는 4개의 접촉층(7,11,17,21)은 0 내지 20% 질소, 바람직하게 1 내지 15% 질소, 가장 바람직하게 약 1 내지 12% 질소(원자%)을 포함할 수 있다. NiCr는 흡수층(4 및 25)에 대한 바람직한 물질이지만, 대신에 또는 추가로 그 외의 물질도 사용될 수 있다. 예를 들면, NiCr 기반 층(7,11,17, 및/또는 21)은 스텐레스 스틸, Mo 등과 같은 그 외의 재료로 도프되거나 도프되지 않을 수 있다. NiCr 기반 접촉층(7 및/또는 17)을 은-기반 IR 반사층(9,19) 아래에 사용하면, 코팅 제품의 내구성을 향상시킨다(ZnO 대신에 층(7 및 17)인 경우에 비해).

본 발명의 특정한 실시형태에서, 유전체층(3, 14, 24)은 실리콘 질화물이거나 실리콘 질화물을 포함할 수 있다. 실리콘 질화물층(3, 14, 24)은 특히 코팅 제품의 열처리 가능성을 개선하고 선택적인 열처리(예를 들면, 강화 등) 중에 그 외의 층을 보호할 수 있다. 실리콘 질화물층(3, 14, 24) 중 하나 이상은 화학양론 형태(즉, Si₃N₄)이거나, 본 발명의 다른 실시형태에서의 Si-풍부 형태의 실리콘 질화물일 수 있다. Si-풍부 실리콘 질화물-포함 층(3 및/또는 14)에서 프리 Si(free-Si)가 존재하면, 열처리 중에 유리(1)로부터 외측으로 이동하는 나트륨(Na)과 같은 특정한 원자가 은에 도달하고 손상시키기 전에, Si-풍부 실리콘 질화물-포함 층에 의해서 특정한 원자가 효율적으로 차단될 수 있다. 따라서, 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, Si-풍부 Si_xN_y가 HT 중에 손상되는 은 층의 양을 줄여서, 시트 저항(R_s)을 만족스러운 수준으로 감소시키거나 유지할 수 있는 것을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 특정한 예의 선택적 실시형태에서, 층(3, 14, 및/또는 24)에서 Si-풍부 Si_xN_y는 HT 중에 손상(예를 들면, 산화)되는 은 및/또는 NiCr의 양을 줄일 수 있는 것을 알 수 있다. 특정한 예의 실시형태에서, Si-풍부 실리콘 질화물이 사용되는 경우, 증착된 Si 풍부 실리콘 질화물층(3, 14, 24)은 Si_xN_y 층을 특성으로 하고, x/y는 0.76 내지 1.5, 더 바람직하게 0.8 내지 1.4, 더욱 바람직하게 0.82 내지 1.2일 수 있다. 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 본원에 검토된 실리콘 질화물층의 일부 또는 전부가 스테인레스 스틸 또는 알루미늄과 같은 그 외의 물질로 도프될 수 있다. 예를 들면, 본원에서 검토된 실리콘 질화물층의 일부 및/또는 전체는, 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 선택적으로 약 0 내지 15% 알루미늄, 바람직하게 약 1 내지 10% 알루미늄을 포함할 수 있다. 실리콘 질화물은, 본 발명의 특정한 실시형태에서, 아르곤 및 질소 가스를 갖는 분위기에서 대상 Si 또는 SiAl을 스퍼터링함으로써 증착될 수 있다. 특정한 예에서 소량의 산소는 실리콘 질화물층에 제공될 수 있다.

적외선 반사층(9 및 19)은 바람직하게 실질적으로 또는 전체 금속성 및/또는 전도성을 갖고, 은(Ag), 금, 또는 임의의 그 외의 적합한 IR 반사 물질을 포함하거나 기본적으로 이들로 구성될 수 있다. IR 반사층(9 및 19)은 코팅이 저-E 및/또는 양호한 광 조절 특성을 가질 수 있도록 돕는다. 그러나, 본 발명의 특정한 실시형태에서, IR 반사층은 약간 산화될 수 있다.

도시된 코팅의 상부 또는 하부에 그 외의 층이 또한 제공될 수 있다. 따라서, 층 시스템 또는 코팅이 기판 (1) "상에" 또는 기판(1)에 "의해서" (직접 또는 간접적으로) 지지된다고 하더라도, 그 사이에 다른 층이 제공될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 도 1의 코팅은, 층(3)과 기판(1) 사이에 그 외의 층이 제공되더라도, 기판 (1) "상에" 또는 기판(1)에 "의해서" 지지된다고 볼 수 있다. 또한, 특정한 실시형태에서, 도시된 코팅의 특정한 층은 제거될 수 있지만, 본 발명의 특정한 실시형태의 전체의 사상을 벗어나지 않는 범위에서, 그 외의 층이 다양한 층 사이에 첨가되거나, 본 발명의 그 외의 실시형태에서, 다양한 층이 분리되고, 분리된 영역 사이에 그 외의 층이 첨가될 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태에서 다양한 두께 및 물질이 층에 사용되지만, 도 1 실시형태에서 유리 기판(1) 상에서, 유리 기판으로부터 외부로 각각의 층의 예시의 두께 및 물질은 다음과 같다:

본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 본원에 기재된 코팅 제품은 모노리식으로 측정되는 경우(선택적인 열처리 전 및/또는 후), 표 2에 기재된 다음의 광학 및 광 특성을 가질 수 있다. 본원에 기재된 시트 저항(R_s)은 모든 IR 반사층 (예를 들면, 은-기반 층(9,19))을 고려한다.

본 발명의 특정한 예시의 적층 실시형태에서, 선택적으로 강화하기에 충분한 정도로 열처리되고 IG 유닛을 형성하기 위해서 추가의 유리 기판에 커플링되는, 본원에 기재된 코팅 제품은, 도 2에 도시된 구조체(예를 들면, 2개의 유리 시트는 투명한 유리이고, 두께가 4 mm 및 6 mm이고, 그 사이의 16 mm 갭은 90/10 아르곤/공기로 충진된다)로 상기 기재된 광학/광 특성을 가질 수 있다. 본 발명의 특정한 예의 실시형태에서 이러한 IG 윈도우 유닛은 가시투과율 약 20 내지 40%일 수 있다. 또한, 본원에 기재된 코팅 제품은 선택적으로 강화에 충분한 정도로 열처리되고 PVB 60과 같은 적층 재료를 통해 추가의 유리 기판에 커플링되어 적층 윈도우 유닛을 형성하는 것으로, 도 3에 도시된 구조체로 상기 기재된 광학/광 특성을 가질 수 있다(즉, 도 3의 적층된 구조체는 상기 기재된 광학/광 특성을 가질 수 있다).

다음의 실시예는 예시의 목적으로 제공되고, 특정하게 기재되지 않으면, 제한되지 않는다.

실시예 1-3

다음의 실시예 1 내지 3은, 대략 하기 기재된 층 스택을 갖도록 4 mm 두께의 투명한 유리 기판 상에 스퍼터링 코팅을 수행했다. 하기 실시예의 층은 유리 기판으로부터 외부로 나타내고, 그 층 두께는 옹스트롱 단위이다.

도 3에 도시된 2개의 유리 기판과 함께 적층된 구조체에서 측정된 실시예1 내지 3의 광 특성이 하기에 기재된다. 하기의 표에서 측정된 모든 값은 예비 열처리이고, ΔE^* 값은 열처리에 의한 것이었다.

모노리식으로 측정된 코팅 제품은 바람직한 가시투과율(예를 들면 모노리식으로 측정된 약 20 내지 42%의 범위)을 갖고, 매우 중성의 유리측 반사 색을 갖는 것을 알 수 있다. 특히, a*_g (유리측 반사율 a* 색)은 약 -5 내지 +3의 바람직한 범위 내에 있고, b*_g (유리측 반사율 b*색)은 약 -10 내지 +2의 바람직한 범위 내에 있었다. 코팅 제품이 도 2에 도시된 IG 윈도우 유닛 내에 배치하거나 도 3에 도시된 적층 윈도우 유닛에 배치되는 경우에 바람직한 특성이 있다.

코팅 제품이 도 2에 도시된 IG 윈도우 유닛 내에 위치하는 경우, 실시예1 내지 3의 코팅 제품을 포함하는 IG 윈도우 유닛의 광학 특성이 하기에 기재된다(IG 유닛의 표면 #2 상에 유리측 반사율은 외측으로부터 나타냄).

코팅 제품이 도 3에 도시된 적층 윈도우 유닛 내에 위치하는 경우, 실시예1 내지 3의 코팅 제품을 포함하는 적층 윈도우 유닛의 광학 특성이 하기에 기재된다 (IG 유닛의 표면 #2 상에 유리측 반사율은 외측으로부터 나타냄).

본 발명의 특정한 예의 실시형태에서, 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅 제품이 제공되고, 코팅은 은을 포함하는 제1적외선(IR) 반사층(9) 및 제2적외선(IR) 반사층(19) - 상기 제1 IR 반사층(9)은 제2 IR 반사층(19)보다 유리 기판(1)에 더 가깝게 위치함 -;

은을 포함하는 제1 IR 반사층(9) 상에 바로 접촉하도록 위치하는 NiCr을 포함하는 제1접촉층(11); NiCr을 포함하는 제1접촉층(11) 상에 바로 접촉하도록 위치하는 실리콘 질화물을 포함하는 유전체층(14); 실리콘 질화물 포함하는 층(14) 상에 NiCr을 포함하는 제2접촉층(17); NiCr을 포함하는 제2접촉층(17) 상에 바로 접촉하도록 위치하는 은을 포함하는 제2 IR 반사층(19)을 포함하고, 상기 은을 포함하는 제2 IR 반사층(19)은 은을 포함하는 제1 IR 반사층(9)보다 적어도 10Å 더 얇고, 코팅 제품은 가시투과율이 50% 이하이다(예를 들면 적층된 윈도우 구조체 내 및/또는 모노리식으로 측정됨).

선행하는 단락의 코팅 제품에서, NiCr을 포함하는 제1접촉층은 두께가 약 10 내지 40 Å, 더 바람직하게 약 15 내지 30 Å, 가장 바람직하게 약 18 내지 25 Å일 수 있다.

선행하는 2개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 상기 NiCr을 포함하는 제1접촉층은 NiCr을 포함하는 제2접촉층보다 8 내지 22Å 두껍고, 더 바람직하게 상기 NiCr을 포함하는 제1접촉층은 NiCr을 포함하는 제2접촉층보다 10 내지 18Å 두꺼울 수 있다.

선행하는 3개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, NiCr을 포함하는 제2접촉층은 두께가 약 5 내지 22Å, 더 바람직하게 약 6 내지 14Å, 가장 바람직하게 7 내지 11Å 일 수 있다.

선행하는 4개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 상기 은을 포함하는 제2 IR 반사층은 상기 은을 포함하는 제1 IR 반사층보다 적어도 20Å 얇은(더 바람직하게 적어도 40Å 얇은) 것일 수 있다.

선행하는 5개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 상기 실리콘 질화물을 포함하는 유전체층(14)은 비정질일 수 있다.

선행하는 6개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 상기 NiCr을 포함하는 제1접촉층 및/또는 상기 NiCr을 포함하는 제2접촉층은 실질적으로 금속성이거나 금속성일 수 있고 약 5%(원자%) 이하의 산소를 포함할 수 있다.

선행하는 7개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 상기 제1 및/또는 제2 접촉층은 질소(예를 들면, 약 1 내지 10 원자%의 질소)를 더 포함할 수 있다.

선행하는 8개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 상기 코팅 제품은 모노리식으로 측정된 가시투과율이 약 20 내지 40%(더 바람직하게 약 27 내지 39%)일 수 있다.

선행하는 9개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 상기 코팅 제품은 열처리(예를 들면, 열 강화)되거나 열처리되지 않을 수 있다. 열처리 되면, 코팅 제품의 열처리로 인한 유리 측면 반사율(ΔE^*)이 4.6 이하(더 바람직하게 3.6 이하, 경우에 따라 3.0 내지 4.6)일 수 있다.

선행하는 10개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 코팅은 적어도 제2 IR 반사층(19) 위에 위치하는 실리콘 질화물을 포함하는 추가의 유전체층(24)을 더 포함할 수 있다. 실리콘 질화물을 포함하는 추가의 유전체층(24)은 두께가 150 내지 290Å일 수 있다. 지르코늄 산화물을 포함하는 오버코트(27)는 실리콘 질화물을 포함하는 추가의 유전체층(24) 상에 바로 접촉하도록 위치할 수 있다.

선행하는 11개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 코팅은 유리 기판(1) 상에 바로 접촉하도록 위치하는 실리콘 질화물을 포함하는 하부층(3), 및 실리콘 질화물을 포함하는 하부층(3)과 은을 포함하는 제1 IR 반사층(9) 사이에 직접 접촉하도록 위치하는 NiCr을 포함하는 추가의 접촉층(7)을 더 포함할 수 있다.

선행하는 12개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 은을 포함하는 제1 IR 반사층은 두께가 110 내지 145 Å일 수 있다.

선행하는 13개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 은을 포함하는 제2 IR 반사층은 두께가 60 내지 95 Å일 수 있다.

선행하는 14개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 코팅은 시트 저항이 4.0 옴/스퀘어 이하일 수 있다.

선행하는 15개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 열처리되면, 투과율(Δ E^*)이 2.0 내지 3.2일 수 있다.

선행하는 16개의 단락 중 어느 하나의 코팅 제품에서, 코팅 제품은 IG 윈도우 유닛 또는 코팅 제품이 추가의 유리 기판에 적층된 적층 윈도우 유닛에 제공될 수 있다.

본 발명은 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시형태로 고려되는 것에 관련해서 기재되지만, 본 발명은 개시된 실시형태로 한정되는 않고, 첨부한 청구범위의 사상과 범위 내에서 포함된 다양한 변경 및 동등한 배열을 포함하는 것으로 이해된다.

Claims

유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅 제품으로, 상기 코팅은,
은을 포함하는 제1적외선(IR) 반사층 및 제2적외선(IR) 반사층 - 상기 제1 IR 반사층은 상기 제2 IR 반사층보다 상기 유리 기판에 더 가깝게 위치함 -;
상기 은을 포함하는 제1 IR 반사층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 NiCr을 포함하는 제1접촉층;
상기 NiCr을 포함하는 제1접촉층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 실리콘 질화물을 포함하는 유전체층;
상기 실리콘 질화물을 포함하는 층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 NiCr을 포함하는 제2접촉층;
상기 NiCr을 포함하는 제2접촉층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 은을 포함하는 제2 IR 반사층을 포함하고,
상기 은을 포함하는 제2 IR 반사층은 상기 은을 포함하는 제1 IR 반사층보다 적어도 10Å 더 얇고, 상기 코팅 제품의 가시투과율이 50% 이하인, 코팅 제품.
제1항에 있어서,
상기 NiCr을 포함하는 제1접촉층은 두께가 약 15 내지 30 Å인, 코팅 제품.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 NiCr을 포함하는 제1접촉층은 상기 NiCr을 포함하는 제2접촉층보다 8 내지 22Å 두꺼운, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 NiCr을 포함하는 제1접촉층은 상기 NiCr을 포함하는 제2접촉층보다 10 내지 18Å 두꺼운, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 NiCr을 포함하는 제2접촉층은 두께가 약 6 내지 14Å인, 코팅 제품
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 은을 포함하는 제2 IR 반사층은 상기 은을 포함하는 제1 IR 반사층보다 적어도 20Å 얇은, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 은을 포함하는 제2 IR 반사층은 상기 은을 포함하는 제1 IR 반사층보다 적어도 40Å 얇은, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 실리콘 질화물을 포함하는 유전체층은 비정질인, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 NiCr을 포함하는 제1접촉층은 실질적으로 금속성이거나 금속성이면서 약 5%(원자%) 이하의 산소를 포함하는, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 NiCr을 포함하는 제2접촉층은 실질적으로 금속성이거나 금속성이면서 약 5%(원자%) 이하의 산소를 포함하는, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및/또는 제2 접촉층은 질소를 더 포함하는, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 제품은 모노리식으로 측정된 가시투과율이 약 20 내지 42%인, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 제품은 열 강화 처리된 것인, 코팅 제품.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 제품은 열처리되지 않은, 코팅 제품.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 제품은 열처리되고, 열처리로 인한 유리측 반사율(ΔE^*)이 4.6 이하인, 코팅 제품.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 제품은 열처리되고, 열처리로 인한 유리측 반사율(ΔE^*)이 3.6 이하인, 코팅 제품.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 제품은 열처리되고, 열처리로 인한 유리측 반사율(ΔE^*)이 3.0 내지 4.6인, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅은, 적어도 상기 제2 IR 반사층 위에 위치하는, 실리콘 질화물을 포함하는 추가의 유전체층을 더 포함하는, 코팅 제품.
제18항에 있어서,
상기 실리콘 질화물을 포함하는 추가의 유전체층은 두께가 150 내지 290Å인, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅은, 상기 실리콘 질화물을 포함하는 추가의 유전체층 상에 바로 접촉하도록 위치하는, 지르코늄 산화물을 포함하는 오버코트를 더 포함하는, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅은, 상기 유리 기판 상에 바로 접촉하도록 위치하는 실리콘 질화물을 포함하는 하부층, 및 상기 실리콘 질화물을 포함하는 하부층과 상기 은을 포함하는 제1 IR 반사층 사이에 바로 접촉하도록 위치하는 NiCr을 포함하는 추가의 접촉층을 더 포함하는, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 은을 포함하는 제1 IR 반사층은 두께가 110 내지 145 Å이고, 상기 은을 포함하는 제2 IR 반사층은 두께가 60 내지 95 Å인, 코팅 제품.
상기 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅은 시트 저항(R_s)이 4.0 옴/스퀘어 이하인, 코팅제품.
추가의 기판에 적층된 상기 어느 한 항의 코팅 제품을 포함하는 적층 윈도우.
유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅 제품으로, 상기 코팅은,
제1적외선(IR) 반사층 및 제2적외선(IR) 반사층 - 상기 제1 IR 반사층은 상기 제2 IR 반사층보다 상기 유리 기판에 더 가깝게 위치함 -;
상기 제1 IR 반사층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 NiCr을 포함하는 제1 실질적으로 금속성인 접촉층 - 상기 NiCr을 포함하는 제1 실질적으로 금속성인 접촉층은 두께가 약 15 내지 30 Å임 -;
상기 NiCr을 포함하는 제1접촉층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 실리콘 질화물을 포함하는 유전체층;
상기 실리콘 질화물 포함하는 층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 NiCr을 포함하는 제2 실질적으로 금속성인 접촉층; 및
상기 NiCr을 포함하는 제2접촉층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 제2 IR 반사층을 포함하고,
상기 은을 포함하는 제2 IR 반사층은 상기 은을 포함하는 제1 IR 반사층보다 적어도 10Å 더 얇은, 코팅 제품.
제25항에 있어서,
상기 NiCr를 포함하는 상기 제1접촉층은 상기 NiCr을 포함하는 제2접촉층보다 8 내지 22 Å 두꺼운, 코팅 제품.
제25항 또는 제26항에 있어서,
상기 은을 포함하는 제2 IR 반사층은 상기 은을 포함하는 제1 IR 반사층보다 적어도 40Å 얇은, 코팅 제품.
제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 제품은 모노리식으로 측정된 가시투과율이 약 20 내지 42%인, 코팅 제품.
제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코팅 제품은 열처리되고, 열처리로 인한 유리측 반사율(ΔE^*)이 4.6 이하인, 코팅 제품.
유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅 제품을 제조하는 방법으로, 상기 방법은,
은을 포함하는 제1적외선(IR) 반사층 및 제2적외선(IR) 반사층을 스퍼터 증착하는 단계로, 상기 제1 IR 반사층은 상기 제2 IR 반사층보다 상기 유리 기판에 가깝게 위치하는 단계,
상기 은을 포함하는 제1 IR 반사층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 NiCr을 포함하는 제1접촉층을 스퍼터 증착하는 단계,
상기 NiCr을 포함하는 제1접촉층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 실리콘 질화물을 포함하는 유전체층을 스퍼터 증착하는 단계, 및
상기 실리콘 질화물을 포함하는 층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 NiCr을 포함하는 제2접촉층을 스퍼터 증착하는 단계로, 상기 은을 포함하는 제2 IR 반사층은 상기 NiCr을 포함하는 제2접촉층 상에 바로 접촉하도록 위치하는 단계,
를 포함하고,
상기 은을 포함하는 제2 IR 반사층은 상기 은을 포함하는 제1 IR 반사층보다 적어도 10 Å보다 얇고, 상기 코팅 제품은 모노리식으로 측정된 가시투과율이 50% 이하인,
코팅제품의 제조방법.